创建世界著名冰川洞穴的交互式三维模型

个案研究

作者:托马索·桑塔加塔法鲁克·卡迪德

阿根廷的佩里托·莫雷诺冰川是世界上最重要的自然旅游景点之一。自19世纪以来,它的表面已经被探险家和地质学家研究过,但冰川中的蛀牙无法探索脚踏实地。2017年,由意大利LaventaEsplorazioni Geografiche组织的研究项目,并使用陆地激光扫描(TLS)和无人机的空中车辆(无人机)研究冰川边缘的洞穴入口。该项目的一个目标是记录在未来可以使用的信息,以研究快速冰川冰是融化的。收集的三维扫描数据后来用于创建一个交互式3D地图,该团队已公开可用。


使用3D地图接近佩里托莫雷诺冰川



佩里托·莫雷诺冰川位于南巴塔哥尼亚冰原的洛斯冰川国家公园,是南半球最大的温带冰层。其面积超过250平方公里,从阿根廷拉戈向东延伸30公里,向西与智利接壤。相对稳定的环境使其成为阿根廷最著名的旅游景点之一,每年吸引近十万游客。

对冰川的洞穴知之甚少,因为它们太危险了探索;来自洞穴天花板的大块冰块恒定。作为Magpat项目的一部分(巴塔哥尼亚的微生物和冰川),La Venta Esplorazioni Geografiche法国人呢斯佩莱冰2017年组织了该地区第一次洞穴调查。研究人员的主要目标是调查生活在冰川上的微生物,并绘制尽可能多的洞穴地图。唯一可以研究的洞穴是一个有趣的接触洞穴,由一条直接注入冰川的溪流挖掘而成。徕卡地球系统公司激光扫描解决方案用于实现洞穴内部和洞穴入口前几十米的3D地图。


与徕卡扫描站P40保持一定距离的细节



La Venta的Tommaso Santagata解释说,3D激光扫描技术已被证明是地理调查的转型,“这些技术越来越多地用于地质研究,如洞穴或冰面和冰体积变化的计算。3D激光扫描技术可以在几分钟内获得复杂多面表面上以极高空间密度表示的数百万点。密集点云获取大量可用于表示和分析的数据。”

在佩里托莫雷诺研究球队使用了一个徕卡扫描站P40,它可以在270米的长范围内捕获高质量的3D数据和高动态范围(HDR)成像。测量级3D激光扫描仪位于安全距离,以获取冰川表面和洞穴入口的数据。它是使用a控制的徕卡CS35片研究小组还在现场的时候,也用它来检查部分处理过的数据。通过这种方式,他们能够确保调查按计划进行,同时仍然能够进行更改。使用集成到扫描仪中的专用相机生成彩色点云并拍摄360°全景图像。

SantAgata解释了这个过程,“八个激光扫描进行了一次,以获取必要的数据。这些行动大约需要两个小时,并在下午晚些时候实现,以便在阳光下直接照亮地区。激光扫描用6mm和3mm的分辨率产生(表示从激光扫描仪10m处测量的每个单点的距离),并使用仪器的内部相机获取照片。“此外,摄影测量航班与飞行从30到70米的高度飞行。

徕卡GS16- 用于自学GNSS智能天线 - 用于获得摄影测量调查的地面控制点的测量,并测量沿着冰川的南北地带的速度和高度变化。它还与CS35平板电脑配对,以便可以直接在现场进行数据。


使用Leica Cyclone可视化3D数据



调查团队使用徕卡旋风三维点云处理软件,用于对齐点云并创建三维模型。然后,用计算机对模型进行进一步处理徕卡旋风3DR创建项目可交付成果。Cyclone 3dr处理大多数行业标准格式,因此该团队能够将激光扫描数据与UAV拍摄的图像合并,以创建所需的模型。分享与团队以外的同事分享3D数据,SantAgata使用Leica Geosystems的免费Jetstream Viewer.,这让任何人 - 甚至没有任何3D建模体验的人 - 很容易查看和操纵点云。


与科学界和其他方面共享信息

Santagata解释说,冰川的详细3D模型为研究人员提供了测量冰川变化的准确记录:“在适当的时间和地点使用此类技术的可能性使我们能够使用这些技术获得数据,以便在未来用于比较这部分冰川的演变。”

旅行结束后,制作了来自3D模型和3D交互模型的360°照片,向对该地区感兴趣的任何人展示结果。2019年在意大利举行的国际洞穴学会议上,人们可以使用虚拟现实眼镜观看它,现在它可以在线观看。

探索3D联络洞的模型在佩里托莫雷诺冰川的
观看一些亮点冰川远征

参与该项目的组织有:洛杉矶冰川国家公园、拉本塔、斯皮埃尔冰、米兰大学BiCCA、巴黎自然历史博物馆、巴黎狄德罗大学、佛罗伦萨大学、波罗尼亚大学和维吉亚-虚拟地理机构。

与来自Leica Geosystems法国的Farouk Kadded的Farouk Kadded的激光扫描和GNSS调查进行了激光扫描和GNSS调查。

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